第1章检测装置的组成、信号分析、误差分析

第1章检测装置的组成、信号分类、误差分析重点：检测装置的组成、作用与要求；误差的分类、产生的原因和消除方法。难点：误差处理。2/4/20231第一节测试装置的组成传感器；中间电路；显示记录装置。

2/4/202322/4/202332/4/202342/4/202352/4/202362/4/202372/4/202382/4/202392/4/202310一、传感器1．定义从被测参量中提出有用的信息（往往是电量），即感受被阻参数的变化，同时将此变化转换成易于传递和处理的信号，并向中间电路输出的器件。2/4/2023112、作用感受、转换、处理、传输。3、组成

敏感元件+辅助电路（一次转换）（二次转换，测量）2/4/2023124、要求1）只依赖于被测参数变化；2）线性单值；3）抗干抗能力强。2/4/202313二、中间电路1、定义：接受传感器的输出信号，进行适当的调理和处理，并向显示装置输出的器件。

2/4/2023142、作用1）简单传输：

如、U型压力计、温度计。2）信号调理：幅值放大（衰减）；阻抗变化转换成电压或频率的变化，便于传输和处理；2/4/2023153）信号处理：滤波、运算（线性化）、分析；如、电桥、调制与解制器，滤波器，A/D，D/A转换。2/4/2023163、组成1）简单结构；2）复杂的电路；3）可是独立仪表，可合并于显示装置和传感器中。2/4/2023174、要求信号损失尽量少（大小和形状）；即误差尽量减少。2/4/202318三、显示装置（二次仪表）1．定义与作用：显示和记录被测参数变化的器件。2．显示的方式

2/4/2023191）按示值分类瞬时量；累积量；超越或极限值；指标（声光）；相应记录、带反馈和调节功能。

2/4/2023202）按原理分类①模拟式：指针、液面、光线+刻度；费时费事，主观误差大。②数字式：A/D转换+处理+数码管显示；主观误差小，便于自动控制。2/4/202321③记录仪：可长期保存备查；避免视读和人工记录的失误。如、Y记录仪，打印机，屏幕显示器，报警仪。2/4/202322

3．要求

①直观；②易保留；③人为误差小。2/4/202323第二节误差分析一、概念1．等精度测量

在同一条件进行的一系列重复测量。反之为非等精度测量。2/4/2023242．真值：被测量x所具有的真正值。3．实际值x0：为精度更高一级的标准器具所测得的真值。4．示值xi：仪器仪表指示值。2/4/2023255．误差（δ）：

定义：表示xi与x0的差值。表示方式：1）绝对误差：|xi-x0|2）相对误差：

|xi-x0|/x0×100%2/4/202326二、误差分析按原因分类：疏失误差；系统误差；偶然误差（随机误差）。2/4/2023272/4/2023282/4/2023292/4/2023302/4/2023312/4/2023322/4/2023332/4/2023342/4/2023352/4/2023362/4/202337第三节信号的分类一、信息与信号1、信息对事物运动状态、变化和特征的描述，是信号所载的内容；不等于物质，不具备能量。2/4/2023382、信号信息的载体；是物质，具有能量。同一信息可以用不同的信号来运载，如、交通信息：红绿灯或交通警手势。2/4/202339同一信号可以运载不同信息。因此，信息是事物客观存在或运动状态的特征，它总是通过某些物理量的形式表现出来；这些物理量就是信号，其中电信号最为方便。2/4/202340二、信号的分类（一）确定性信号与非确定信号1、确定性信号1）定义：可用数学关系或图表精确描述的信号。2/4/2023412）分类周期信号：谐波信号，一般周期信号。非周期信号：准周期信号，一般非周期信号。2/4/202342

周期信号：是按一定时间间隔周而复始重复出现的信号。

非周期信号：将确定信号中那些不具有周期重复性的信号。2/4/2023433）描述分析的工具傅里叶级数、傅里叶变换：时域特性→波形分析；频域特性→频谱分析。

2/4/2023442．非确定信号1）定义：不能用数学式或图表描述的信号。2）分类：平稳随机信号，非平稳随机信号。

2/4/2023453）描述分析工具：概率和数理统计；均值、方差、概率密度函数均方值2/4/202346（二）连续信号与离散信号1、连续信号：若信号中的独立变量取值是连续的信号；可用数学式和图形表示。

2/4/2023472、离散信号：若信号中的独立变量取值是离散的信号；只能用离散图形和数字序列表示。2/4/2023483、模拟信号：若独立变量和幅值均取连续值的信号。4、数字信号：其信号的